Biyokütleden fenolik hidrokarbonlarca zengin değerli kimyasalların elde edilmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ELİF YAMAN

Danışman: NURGÜL ÖZBAY

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, katalitik piroliz yöntemi kullanılarak biyokütleden fenolik hidrokarbonlarca zengin değerli kimyasalların elde edilmesi amaçlanmıştır. Biyokütle örneği olarak göknar ağacı talaşı, çam ağacı talaşı ve fındık kabuğu seçilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde biyokütlelere asidik ve hidrotermal ön işlem uygulanmış, ikinci bölümünde bu biyokütle örneklerinin ısıl bozunma kinetiği incelenmiş, üçüncü bölümde ise Py-GC/MS sistemi kullanılarak katalizörlü ve katalizörsüz ortamda piroliz deneyleri gerçekleştirilmiştir. Fenolik bileşenler, biyokütlenin yapısındaki ligninin pirolizi ile elde edilmektedir ve biyokütleye uygulanan ön işlemlerin amacı biyokütlenin içerdiği lignin oranının artırılmasıdır. En yüksek lignin oranı asidik ön işlem uygulamalarında 1M derişiminde asit kullanıldığında; hidrotermal ön işlem uygulamalarında ise 190 °C, 1/5 katı/su oranı, 5 dk ve 5 bar koşullarında elde edilmiştir. Biyokütle örneklerinin ısıl bozunma davranışı ve kinetiğinin bilinmesi piroliz reaktörü tasarımı için oldukça önemlidir. Biyokütlelere uygulanan iki farklı ön işlemin kinetik parametreler üzerine etkisi KAS, OFW ve CR metotları kullanılarak incelenmiştir. Biyokütleye uygulanan ön işlemler piroliz süreci sırasında gerçekleşen seri ve paralel reaksiyon hızlarını etkilemiş ve hesaplanan aktivasyon enerjisi değerleri de buna bağlı olarak değişmiştir. Üçüncü bölümde ise, ticari olarak temin edilen ZSM-5 katalizöre bor yüklemesi yapılarak, etkin gözenek çapı ayarlanmış ve biyokütlenin pirolizi ile fenolik hidrokarbonların üretiminde katalizör seçiciliği artırılmıştır. Piroliz sıvı ürününün içerisinden fenolik hidrokarbonların saflaştırılmasının ek maliyetler ve enerji gerektirdiği göz önünde bulundurulduğunda, biyokütleye basit ön işlemler uygulanması ve katalitik pirolizi ile fenolik hidrokarbonlarca daha zengin sıvı ürün elde edildiği belirlenmiştir.